扩散炉的自动炉门盖制造技术

本实用新型专利技术公开了一种扩散炉的自动炉门盖，应用于半导体掺杂工艺的扩散炉；它包括一圆管状炉膛，在炉膛的炉口端连接有一炉门柜，炉门柜内通过移动装置连接有一个与炉口匹配的圆形炉门盖；所述移动装置由炉门盖平面偏转驱动机构和炉门盖轴向运动驱动机构组成。通过配备自动炉门盖实现在扩散炉中应用闭管、软着陆的技术，提升温控精度、保证气场分布，并减少能耗。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种扩散炉，尤其涉及一种扩散炉的自动炉门盖。
技术介绍
扩散炉是一种半导体工艺设备，通常包括圆管状炉膛，炉内空腔即为炉管、开口处 为炉口。其主要用于掺杂工艺，特别在晶体硅太阳能电池生产中，扩散炉是唯一的掺杂设 备，是制造工艺中对PN结的生成、转换效率的提高起决定性的关键设备。扩散工艺的要求 是反应管内温度稳定，气流稳定，但是传统的扩散炉，由于没有实施闭管技术，外部环境会 影响到炉内的温度和气氛。所以，在设备的使用过程中存在着一些不足，会影响到扩散工艺 质量。现有技术存在以下缺陷 1、现有扩散炉，炉内温度不稳定，受外部影响大。 2、现有扩散炉，炉内气场不稳定，受外部影响大。 3、现有扩散炉，气体、源物质消耗大，加热功率大，不利于节能、降耗，增加了使用 成本。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提供一种扩散炉的自动炉门盖，通过配备自动炉 门盖在扩散炉中应用闭管、软着陆的技术，提升温控精度、保证气场分布，并减少能耗。 为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案一种扩散炉的自动炉门盖， 包括一圆管状炉膛；所述炉膛的炉口端连接有一炉门柜，炉门柜内通过移动装置连接有一 个与炉口匹配的圆形炉门盖；所述移动装置由炉门盖平面偏转驱动机构和炉门盖轴向运动 驱动机构组成。 所述炉门盖平面偏转驱动机构包括连接在炉门盖圆心处的一个万向轴承，万向轴 承与一曲板端部连接，曲板另一端通过转轴与一转轴座铰接固定，在曲板中部还设有与一 连杆铰接的连接轴，连杆另一端与偏转转运动驱动气缸相连；转轴座端部及偏转转运动驱 动气缸均固定在一底板上；所述炉门盖轴向运动驱动机构包括一对平行的圆形直线导轨 副，两直线导轨副通过端部的两个安装底座固定在炉门柜上，所述底板活套在两直线导轨 副上，两直线导轨副中间还固定有一直线驱动气缸，气缸的伸縮轴连接底板。 所述转轴座为平行于连杆的一长条状平板。 所述偏转转运动驱动气缸为直线移动型气缸。直线驱动气缸伸縮时，将带动炉门 盖平面偏转驱动机构做平行于炉膛轴心向的直线运动。 所述直线导轨副及直线驱动气缸的伸縮轴均与炉膛的轴心平行，连杆与炉膛的轴 心垂直。 本技术通过由炉门盖平面偏转驱动机构和炉门盖轴向运动驱动机构组成移 动装置控制与炉口配合炉门盖，使用相关技术和装置的扩散炉，可以实现闭管扩散，改善炉 内温控环境和气场分布；使用相关技术和装置，可以实现软着陆，减少SiC浆对温控和气场的影响，减少SiC浆带进的杂质引起的扩散，减少SiC浆的清洗次数，减少了能耗；并且碰到突然停电等意外情况，移动装置停止动作，炉门不会损坏物品。以下结合附图和实施例对本技术做进一步的说明 附图说明图1为本技术移动装置及炉门盖的结构示意图； 图2为本技术在使用封闭状态的结构示意图； 图3为本技术在使用打开状态的结构示意图具体实施方式如图1、图2及图3所示一种扩散炉的自动炉门盖，应用这种技术的散炉全称是"管 式高温扩散炉"，其炉膛是圆管状结构，炉内空腔即为炉管、开口处为炉口。本技术包括 安装在炉门柜12内的炉门盖l，万向轴承2，炉门盖平面偏转驱动机构，炉门盖的轴向运动 驱动机构及其控制软件。炉门盖1就是一个与炉口相匹配的盖板，这块盖板装在一个带弹 性的万向轴承2上，这个万向轴承2处于炉门盖1的圆心位置，其弹性特性可以使得炉门不 会歪斜而可靠盖住炉门。炉门盖平面偏转驱动机构包含有与万向轴承2相连的曲板3、铰 接固定曲板下端的转轴6和转轴座、与曲板3中部相连的连接轴4和铰接在连接轴4上的 连杆5、与连杆5相连的偏转转运动驱动气缸9，偏转转运动驱动气缸9是直线移动型气缸。 安装整套机构的底板10 (转轴座端部及偏转转运动驱动气缸9均固定在一底板10上)。当 偏转转运动驱动气缸9伸縮时，连杆5将拉动曲板3中部。曲板3的底部固定安装在底板 上的转轴座上，所以，驱动的结果就是使曲板3绕曲板下端的转轴6作旋转运动。从而带动 曲板3的上端带着万向轴承2和盖板沿以转轴6为圆心的弧线移动。当偏转转运动驱动气 缸9縮回时，炉门盖1由炉管的轴心(炉管与炉膛13的的轴心重合)位置移动到让开的位 置；当偏转转运动驱动气缸9伸出时，炉门盖1由让开的位置移动到炉管的轴心位置。炉门 盖1的轴向运动驱动机构主要由安装底座、一对平行的圆形直线导轨副8、直线驱动气缸11 组成。那一对平行的圆形直线导轨副8与炉管轴心平行；直线驱动气缸11的伸縮位移轨 迹也与炉管轴心平行。气缸的伸縮轴连接安装在炉门盖平面偏转驱动机构的底板IO上，直 线驱动气缸11伸縮时，将带着安装炉门盖平面偏转驱动机构的底板10做炉管轴向的直线 运动。炉门盖1在SiC浆送石英舟的过程中处于旁边的让开位置，在SiC浆放完石英舟退 出后螺旋桨，偏转转运动驱动气缸9伸出，连杆5推动曲板3中部，从而带动曲板3的上端 连同万向轴承2和炉门盖1沿以转轴为圆心的弧线移动到炉管的轴心位置。然后直线驱动 气缸11作收回位移，带着炉门盖平面偏转驱动机构和炉门盖1作与炉管轴心同向的水平移 动，从而盖上炉门。在扩散工艺结束后，直线驱动气缸ll作伸出位移，带着炉门盖平面偏转 驱动机构和炉门盖1作与炉管轴心同向的水平移动，从而打开炉门。偏转转运动驱动气缸 9收回，连杆5拉动曲板3中部，从而带动曲板3的上端连同万向轴承2和炉门盖1沿以转 轴6为圆心的弧线移动到旁边的让开位置。SiC浆可以进入炉管取石英舟了。 整个过程自动控制，并具有位置连锁、互锁等保护功能。参照图2、图3，①当炉门 盖处于关闭状态时，炉门盖的转动部分在重力的作用下有顺时针转动的趋势，如无外力作 用，炉门盖不会以转轴6逆时针转动。②当炉门盖处于打开状态时，结构设计确保炉门盖的转动部分的重心已经越过最高点，在重力的作用下，炉门盖的转动部分有逆时针转动的趋 势，如无外力作用，炉门盖不会以转轴6顺时针转动。③炉门盖的控制由PLC控制气动控制 阀来实现，电气控制回路的设计和气动控制阀的选择确保在停电时，所有气缸的有杆腔和 无杆腔的压縮空气同时被封闭，即气缸在停电时，立刻停止任何动作。以上三点确保本专利 设备在碰到突然停电等意外情况时，炉门盖不会有任何动作。即使炉门盖在打开或关闭的 运行过程中，恰好遇到停电时，炉门盖也会立刻停止动作，停留在停电时的位置，而不会碰 坏其它东西(硅片、石英舟、SiC浆等)。权利要求一种扩散炉的自动炉门盖，包括一圆管状炉膛(13)，其特征在于所述炉膛(13)的炉口端连接有一炉门柜(12)，炉门柜(12)内通过移动装置连接有一个与炉口匹配的圆形炉门盖(1)；所述移动装置由炉门盖平面偏转驱动机构和炉门盖轴向运动驱动机构组成。2. 根据权利要求1所述的扩散炉的自动炉门盖，其特征在于所述炉门盖平面偏转驱 动机构包括连接在炉门盖(1)圆心处的一个万向轴承(2)，万向轴承(2)与一曲板(3)端部 连接，曲板另一端通过转轴(6)与一转轴座铰接固定，在曲板(3)中部还设有与一连杆(5) 铰接的连接轴(4)，连杆(5)另一端与偏转转运动驱动气缸(9)相连；转轴座端部及偏转转 运动驱动气缸(9)均固定在一底板(10)上；所述炉门盖轴向运动驱动机构包括一对平行的 圆形直线导轨副(8)，两直线导轨副通过端部的两个安装底座(7)固本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扩散炉的自动炉门盖，包括一圆管状炉膛（１３），其特征在于：所述炉膛（１３）的炉口端连接有一炉门柜（１２），炉门柜（１２）内通过移动装置连接有一个与炉口匹配的圆形炉门盖（１）；所述移动装置由炉门盖平面偏转驱动机构和炉门盖轴向运动驱动机构组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：伍波，张勇，李果山，
申请(专利权)人：深圳市捷佳伟创微电子设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：94[中国|深圳]